(57)【要約】  アルミニウムシートにＥＤＴテクスチャを適用するための装置および方法は、＜１％の減少でシートを圧延することができる少なくとも１つのＥＤＴ表面ロールを有する圧延スタンドを有する。圧延は残留潤滑油または無潤滑油で行われ、小さい圧延力でシートの表面に約１ｐｍのスケールのテクスチャを付与する。【選択図】図１
2019502559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
約１μｍ〜５μｍの範囲でシート上に表面粗さを生じさせる圧延力レベルで、＜１％の減少でＥＤＴ表面を有するロールを備えるロールスタンドにおいて前記シートを圧延するステップを含む、テクスチャを金属シートに適用する方法。
【請求項２】
前記圧延力レベルが、少なくとも１つの油圧シリンダまたは機械的アクチュエータの少なくとも１つによって維持される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記圧延力が、総圧延力の±０．３〜０．５％の範囲内に維持される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記圧延力が、前記総圧延力の±１〜５トンの範囲内に維持される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記圧延力が、ロードセルまたは圧力トランスデューサよって測定され、前記力データを使用して、前記圧延力を調節する油圧または機械的アクチュエータを制御する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記シートに付与される前記表面粗さが、約１〜１．５μｍＳａの範囲にある、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記シートの表面が、約１〜２μｍの深さに圧延する前記ステップによって再分配される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記シートは約１．５ｍ〜約１．８５ｍの幅を有し、ＥＤＴ表面を持つ前記ロールによって加えられる前記圧延力が約２００〜３５０メートルトンの範囲にある、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記圧延するステップは二段圧延スタンドによって行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記圧延スタンドは、ＥＤＴテクスチャを有する前記ロールである少なくとも１つのロールを備えるエンボス加工ミルである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記二段圧延スタンドの両方のロールが、ＥＤＴテクスチャ加工されている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記圧延するステップ後の前記金属シートが、約０．５μｍのカットオフ閾値±Ｓａ／２を用いて２０〜１００ピーク／ｃｍのピークカウントを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
ＥＤＴ表面を有する前記ロールが、約３００〜５００ｍｍの範囲の直径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
ＥＤＴ表面を有する前記ロールが、約０．６３５ｍｍのクラウンを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記金属シートが前記圧延スタンドを通して引っ張られ、ＥＤＴ表面を有する前記ロールを駆動する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記金属シートが前記圧延スタンドを介して駆動される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
ＥＤＴ表面を有する前記ロールを備える前記圧延スタンドによって圧延される前、前記シートが圧延ミルの生産物である、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
ＥＤＴ表面を有する前記ロールで圧延する前の前記シートが、約０．０３ｍｍ〜０．１００ｍｍの範囲の厚さである、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
ＥＤＴ表面を有する前記ロールで圧延する前の前記シートが、約０．５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の厚さである、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
ＥＤＴ表面を有する前記ロールで圧延する前の前記シートが、エンボス加工ミルによって加工することができる厚さの範囲内にある、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
ＥＤＴ表面を有する前記ロールで圧延する前に、前記シートに潤滑剤を塗布しない、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
ＥＤＴ表面を有する前記ロールで圧延するステップの前に、前記シートを清浄化するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ＥＤＴテクスチャを有する前記ロールが、前記シートを圧延した後に清浄化される、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記圧延するステップの間、前記転写率は約８０〜１００％の範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記圧延するステップの間、前記シートのライン速度は５０〜５００ｍ／分の範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記ＥＤＴ圧延スタンドが、前記ＥＤＴ圧延スタンドの有無にかかわらず、前記圧延ラインを動かすことができるよう、圧延ラインにおいて、選択的に配置可能である、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記ＥＤＴ圧延スタンドが、前記ＥＤＴ圧延スタンドの有無にかかわらず、前記圧延ラインまたはプロセスラインを動かすことができるよう、圧延ラインにおいて、選択的にオン／オフラインとなるかまたは開閉される、請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
ＥＤＴ表面を有する前記ロールで圧延する前または後のいずれかに、前記シートを熱処理するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
前記圧延するステップによって前記シートにテクスチャを付与した後、前記シートから車両パネルを形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
請求項１に記載の方法によって生産されるシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願＞
本出願は、２０１５年１２月４日に出願された「Ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｔｅｘｔｕｒｅｄ  Ｓｈｅｅｔ」と題された、米国仮出願番号６２／２６３，１９３の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、金属をシートに圧延するための装置および方法に関し、より詳細には、金属シートに表面テクスチャを適用することに関する。
【背景技術】
【０００３】
所与の表面テクスチャを有するシート金属を生産するための様々な方法が公知である。例えば、放電テクスチャ加工（ＥＤＴ）によって処理されたロールでシートを圧延することによって達成されるような表面テクスチャは、低減少（３〜５％または８〜１０％）のポスト冷間圧延操作において、アルミニウム、鋼および他の金属表面に適用でき、結果的に４０〜６０％のロール粗さの転写となる。３〜５％または８〜１０％の範囲のＥＤＴロールでの減少により、ロール表面上の多数のでこぼこ、およびロール間隙中のスリップに起因して、圧延プロセス中のデブリ生成をもたらす。このデブリはしばしばシート上に残り、圧延後または顧客用の処理中に追加の清浄化工程が必要になることがある。インライン・スキン・パスでのＥＤＴ圧延は、ライン速度を大幅に遅くし、テクスチャ加工をするか、テクスチャ加工を行わずにフルスピードで動作させるかどうかに応じて、ＥＤＴ冷間圧延ステーションでロール変更を必要とする。冷間ミルまたはスキンパスミルは、ミルのタイプおよび所望の能力に依存して、相当の資本投資を伴う。したがって、シートをテクスチャ加工するための改良された代替の方法および装置が依然として望まれる。
【発明の概要】
【０００４】
開示される主題は、約１μｍ〜５μｍの範囲でシート上に表面粗さを生じさせる圧延力レベルで、＜１％の減少でＥＤＴ表面を有するロールを有するロールスタンドでシートを圧延することを含む、テクスチャを金属シートに適用する方法に関する。
【０００５】
本開示の一実施形態では、圧延力レベルが、少なくとも１つの油圧シリンダまたは機械的アクチュエータの少なくとも１つによって維持される。
【０００６】
本開示の別の実施形態では、圧延力が、総圧延力の±０．３〜０．５％の範囲内に維持される。
【０００７】
本開示の別の実施形態では、圧延力が、総圧延力の±０．１％の範囲内に維持される。
【０００８】
本開示の別の実施形態では、圧延力が、総圧延力の±１〜５トンの範囲内に維持される。本開示の別の実施形態では、シートに付与される表面粗さが、約１μｍ〜１．５μｍ  Ｓａの範囲にある。
【０００９】
本開示の別の実施形態では、シートの表面が、約１μ〜２μｍの深さに圧延するステップによって再分配される。
【００１０】
本開示の別の実施形態では、シートは約１．５μｍ〜約１．８５μｍの幅を有し、ＥＤＴ表面を有するロールによって加えられる圧延力が約２００〜３５０メートルトンの範囲にある。
【００１１】
本開示の別の実施形態では、圧延力は、ロードセルおよび／または圧力トランスデューサによって測定され、力データは、圧延力を調節する油圧または機械的アクチュエータを制御するために使用される。
【００１２】
本開示の別の実施形態では、圧延するステップは二段圧延スタンドによって行われる。
【００１３】
本開示の別の実施形態では、圧延スタンドは、少なくとも１つのロールがＥＤＴテクスチャを有するロールであるエンボス加工ミルまたは類似の装置である。
【００１４】
本開示の別の実施形態では、二段圧延スタンドの両方のロールが、ＥＤＴテクスチャ加工されている。
【００１５】
本開示の別の実施形態では、圧延するステップの後の金属シートが、約０．５μｍのカットオフ閾値±Ｓａ／２を用いて２０〜１００ピーク／ｃｍのピークカウントを有する。
【００１６】
本開示の別の実施形態では、ＥＤＴ表面を有するロールが、約３００〜５００ｍｍの範囲の直径を有する。
【００１７】
本開示の別の実施形態では、ＥＤＴ表面を有するロールが、約０．６３５ｍｍのクラウンを有する。
【００１８】
本開示の別の実施形態では、金属シートが圧延スタンドを介して引き出される。
【００１９】
本開示の別の実施形態では、巻取りシステムが圧延スタンドを通して金属シートを引き出し、ＥＤＴ表面を有するロールを駆動する。
【００２０】
本開示の別の実施形態では、金属シートが圧延スタンドを介して駆動される。
【００２１】
本開示の別の実施形態では、シートが、ＥＤＴ表面を有するロールを有する圧延スタンドによって圧延される前の圧延ミルの生産物である。
【００２２】
本開示の別の実施形態では、ＥＤＴ表面を有するロールで圧延する前に圧延ミルによって生産されたシートは、その最終寸法サイズの９９％以内である。
【００２３】
本開示の別の実施形態では、ＥＤＴ表面を有するロールで圧延する前のシートの厚さが、約０．８ｍｍ〜１．１ｍｍの範囲である。
【００２４】
本開示の別の実施形態では、ＥＤＴ表面を有するロールで圧延する前のシートの厚さが、約０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲である。
【００２５】
本開示の別の実施形態では、ＥＤＴ表面を有するロールで圧延する前のシートの厚さが、約０．５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲である。
【００２６】
本開示の別の実施形態では、ＥＤＴ表面を有するロールで圧延する前のシートが、エンボス加工ミルによって加工することができる厚さの範囲内にある。本開示の別の実施形態では、ＥＤＴ表面を有するロールで圧延する前のシートの厚さが、約０．８ｍｍ〜１．１ｍｍの範囲である。
【００２７】
本開示の別の実施形態では、ＥＤＴ表面を有するロールで圧延する前にシートに潤滑剤を塗布しない。
【００２８】
本開示の別の実施形態では、ＥＤＴ表面を有するロールで圧延する前にシートを清浄化することをさらに含む。
【００２９】
本開示の別の実施形態では、清浄化ステップは、シートから潤滑剤を除去することである。
【００３０】
本開示の別の実施形態では、ＥＤＴロールは、シートの圧延中に清浄化される。
【００３１】
本開示の別の実施形態では、ＥＤＴロールが、シートを圧延した後に清浄化にされる。
【００３２】
本開示の別の実施形態では、ＥＤＴ表面を有するロールで圧延するステップの後にシートが清浄化される。
【００３３】
本開示の別の実施形態では、圧延するステップの間、転写率は約８０％〜１００％の範囲内である。
【００３４】
本開示の別の実施形態では、圧延するステップの間、シートのライン速度は１０〜５００ｍ／分の範囲内である。
【００３５】
本開示の別の実施形態では、ＥＤＴ圧延スタンドが、ＥＤＴ圧延スタンドの有無にかかわらず、圧延ラインを動かすことができるよう、圧延ラインにおいて、選択的に配置可能である。
【００３６】
本開示の別の実施形態では、ＥＤＴ圧延スタンドは、ＥＤＴ圧延スタンドの有無にかかわらず、圧延ラインを動かすことができるよう、選択的にオン／オフラインとなるかまたは開閉される。
【００３７】
本開示の別の実施形態では、ＥＤＴ表面を有するロールで圧延する前または後のいずれかに、シートを熱処理するステップをさらに含む。
【００３８】
本開示の別の実施形態では、圧延するステップによってシートにテクスチャを付与した後、シートから車両パネルを形成するステップをさらに含む。
【００３９】
本開示の別の実施形態では、シート生産物は、約１μｍ〜５μｍの範囲でシート上に表面粗さを生じさせる圧延力レベルで、＜１％の減少でＥＤＴ表面を有するロールを有するロールスタンドでシートを圧延することによって、生産される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
本開示をより完全に理解するために、添付の図面と併せて考慮される例示的な実施形態の以下の詳細な説明を参照する。
【図１】図１は、本開示の一実施形態に係る圧延装置の斜視図である。
【図２】図２は、本開示の一実施形態に係る圧延装置の図である。
【図３】図３は、本開示の代替の実施形態に係る圧延装置の図である。
【図４】図４は、本開示の代替の実施形態に係る圧延装置の図である。
【図５】図５は、本開示の代替の実施形態に係る圧延装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本開示の一態様は、エンボス加工ミルを、例えば、＜１％の低減少でＥＤＴテクスチャを金属シートに付与するために使うことができるという認識である。エンボス加工ミルのこの使用は、例えば、自動車パネル用途に使用するために、ＥＤＴテクスチャを金属シートに付与するのに有効であり得る。＜１％の減少でＥＤＴテクスチャを付与することにより、より少ないデブリが生成されるので、より良い表面品質を有するシートが得られる。さらに、１％未満の減少は、実質的に厚さを減少させるのに必要なほどの圧延力を必要としないので、要求されるエネルギーは少ない。本開示に従って実施される圧延操作の一実施例では、ロールは、６０インチおよび７３インチ（１．５４ｍおよび１．８５ｍ）のシート幅に対して、それぞれ約２００〜３５０メートルトンの力によって一緒にプレスされる。エンボス加工ミルは冷間圧延ミルほど資本を必要としないので、ＥＤＴテクスチャを付与するためにエンボス加工ミルを使用することでより高価な冷間圧延ミルを使用するよりも効率的に資源を使用することができる。１００〜４００メートルトンの圧延圧力でシート金属にパターンを付与するためのエンボス加工ミルが知られているが、適用されるパターンは、通常粗く、例えば、約２５μｍ〜２５０μｍの範囲の表面粗さＲａを有し、可視変形パターンを達成するために、通常、シート（その全体の厚さ）の局部的な曲げが結果として生じる。対照的に、冷間圧延／スキンパスの間に適用されるＥＤＴテクスチャは、典型的には、１μｍ〜１．５μｍのスケールで表面粗さを有し、高圧延圧力を使用して、３〜５％または８〜１０％の範囲で厚さが実質的に減少するだけで利用可能であると一般に考えられている。本開示によるＥＤＴの表面粗さの範囲は、１〜５μｍ、別の実施形態では１〜２μｍ、別の実施形態では１〜１．５μｍである。従って、「エンボススタンド」、すなわちエンボス加工に使用される寸法および圧力特性を有するロールのセットを使用して本開示に従ってＥＤＴテクスチャを適用することで、スキンパスまたは冷間ミルにＥＤＴテクスチャを付与するための低コストかつ有効な代替物を提示することができる。「エンボス加工機」を用いてＥＤＴテクスチャを付与することは、使用されるロールにエンボスパターンではなくＥＤＴテクスチャが付与されるという点で、エンボス加工機の新しい使用および変更である。ＥＤＴテクスチャは、エンボスパターンとは異なり、可視パターンを生成するためにシートの厚さを曲げたり変形したりせず、シートにＥＤＴテクスチャを付与するためにシートの非常に薄い表面層を１μｍ〜５μｍのスケールで再分配する。幾何学的または花のようなエンボスされた表現パターンとは異なり、ＥＤＴテクスチャは巨視的ではないが、シートが反射率、拡散率、鏡同等レベルおよび等方性に関し表面に当たる光と相互作用する方法によって視覚的に観察可能である。
【００４２】
ＥＤＴテクスチャは、結果として得られるパネル形状を形成するために使用されるツーリングを使って、ばらつきのない、無指向性摩擦相互作用を提供するという点で、例えば、塗装された自動車ボディを作るために使用されるとき、および曲げ／カーブを有するパネルを作るために使用される成形プロセスを助けるときなど、良好な外観を有するシートを提供するので、多くの用途において望ましい。この点で、シートの表面外観は、表面がその表面に当たる光をどのように反射して散乱させるかに関連し得る。より詳細には、表面は、入射光を一方向（正反射）で反射するミラーとして振る舞い得る。または、入射光をすべての方向に等しく（等方性）散乱させることができる。または、例えば、ロールグラインドを横切るように散乱された光のような、表面に独特の表面パターンが存在することにより、入射光を１つまたは複数の平面に（方向性のある）散乱させることができる。
【００４３】
図１および図２は、例えば、アルミニウムのシート１２を処理するための圧延装置１０を示す。圧延装置１０は、上部ロール１４及び下部ロール１６（図２）を有するテクスチャ加工スタンドまたはステーション１１を有する。シート１２は、ロール１４、１６の間を通過し、そのようにして、第１表面テクスチャ（前の圧延プラクティスから得られる入りのミル仕上げ）を有する第１状態１２Ｓ１から第２テクスチャ、例えば、全体または部分的にＥＤＴの表面テクスチャを有する第２状態１２Ｓ２に移される。シート１２は、０．０１０インチ〜５．０μｍの範囲の厚さを有することができる。別の実施形態では０．５μｍ〜５．０μｍの範囲、別の実施形態では０．０１０〜０．１００μｍの範囲の厚さを有することができる。典型的には鋼または鋼合金から形成される上部ロール１４および／または下部ロール１６は、それぞれ０．５〜５．０μｍの範囲の表面粗さＳａを有する表面１４Ｓ、１６Ｓを備えることができる。別の実施形態では０．５〜２．０μｍであり、別の実施形態では０．５μｍ〜１μｍであり、ピークカウントはカットオフ閾値±Ｓａ／２を使用して２０〜１００／ｃｍである。このロール表面１４Ｓ、１６Ｓテクスチャは、ＥＤＴロールを製造するための技術分野で知られているように、様々な段階の研削、研磨、ショットピーニング、レーザーエッチング、および放電テクスチャ加工によってロール１４、１６に付与することができる。ロール１４、１６の半径は３００ｍｍ〜５００ｍｍであってもよい。代替として、ロール１４、１６には、圧延時のたわみを補償する凸状クラウンを設けてもよい。例えば、測定時に無負荷ロール１４、１６に０．０２５インチ（０．６３５ｍｍ）のクラウンを作ることができる。このクラウン量により、ロール１４、１６が、圧延力Ｆ１、Ｆ２を受けたときに、その幅（回転軸に平行）に沿ってシート１２で交わることを可能にする。ロール１４、１６の半径は３００〜５００ｍｍの範囲であり、これは、熱間圧延または冷間圧延中に実質的に減少させるために使用されるロールの半径よりもはるかに大きいが、半径は通常２５０〜４００ｍｍである。本開示の一態様は、大直径のロール１４、１６が、ニップでシートに対しより大きな接触弧を提供し、ＥＤＴテクスチャのより緩やかな接近角度を提供するという認識である。この接近角度の減少は、ロール／シート界面の歪みを少なくし、テクスチャ加工されたロール１４、１６の磨耗が少なくなり、適用されるテクスチャの汚れが少なくなり、生成するデブリが少なくなる。
【００４４】
図２の圧延装置１０は、二段エンボス加工機であってもよい。ロール１４、１６は一般にモータ等で駆動されず、巻取りコイル２０を駆動する巻取りシステム１８によってシート１２がロール１４、１６を通って引き出される。シート１２をロール１４、１６を介して送りコイル２２から引き、巻き取りコイル２０に巻き取られる。別のアプローチでは、送りコイル２２の代わりに、シート１２は、圧延ミルまたは他の前処理装置の生産物によって状態１２Ｓ１に提供されてもよい。ロール１４、１６はシート１２によって駆動されるので、シート１２はロール１４、１６を摩擦係合によって同期移動させ、相対スライドを最小にする。ロール１４、１６での力Ｆ１、Ｆ２は、従来のＥＤＴテクスチャ加工アプローチと比較して低く、シート１２の厚さの減少を最小（例えば、０〜１％の範囲）にするので、巻取りシステム１８によってシート１２を駆動することが可能である。したがって、上述した装置１０および使用方法は、すでに、最終的な厚さ、例えば、一実施形態では０．０１０〜５．０ｍｍ、別の実施形態では、０．０３０〜０．１００ｍｍ、別の実施形態では０．７ｍｍ〜１．２ｍｍ、の最終厚さに圧延されたか、または最終厚さに近い厚さに圧延された金属シート、例えば、アルミニウムシートのシート１２に表面テクスチャを適用するのに適している。自動車の車体パネルの使用などの特定の用途では、状態１２Ｓ２でのシート１２は、好ましくは、表面粗さおよび外観品質の所与の目標範囲内、例えば、１μｍ〜１．５μｍ  Ｓａの表面テクスチャを有する。
【００４５】
本開示の一態様は、装置１０でＥＤＴテクスチャを付与するための上述のＥＤＴテクスチャ加工条件下で、前の圧延操作からシート１２上に残る残留潤滑剤で十分であるように、最小の潤滑剤が要求されるという認識である。これは、ＥＤＴテクスチャを適用するプロセス中に潤滑剤が必要であることを前提とする従来のプラクティスからの離脱である。潤滑剤は、従来のＥＤＴテクスチャ加工では、かなりの減少があるため必要とされ、ロールに対するシートのいくらかの滑りを許容するために必要とされる。本開示によれば、ロール１４、１６において減少は最小なので、残留潤滑剤を越える潤滑剤は必要とされない。余分な潤滑剤がシート１２を被覆すると、ロール１４、１６の間を通過するとき、効果的により大きな厚さをシートに与え、ロール１４、１６のテクスチャ加工された表面との接触を減少させる。それによって、シートが巻取りシステム１８によってロール１４、１６を通って引っ張られるとき、テクスチャ転写が妨げられ、ロール１４、１６に対しシートが滑る可能性が増加する。一実施形態では、バフホイール２４またはウォータージェット（図示せず）のようなシートクリーニング装置を使用して、ロール１４、１６を通過する前にシート１２からデブリおよび余分な潤滑剤を除去することができる。シート１２および装置１０から大量の潤滑剤および汚れ（より大きな減少での従来のＥＤＴテクスチャ加工に関連する）がないことにより、より清浄なローリング操作が可能になり、巻き上げコイル２０に巻き取る前にシートから汚れおよび潤滑剤を除去するのを緩和する装置および方法が得られる。
【００４６】
本開示によれば、装置１０による表面変形の規模は非常に小さく、例えば、約１μｍ〜５μｍであり、それは、「エンボス加工」が実施されるサイズよりもはるかに小さい。そのため、本明細書に記載されているようにＥＤＴテクスチャを適用することは、一般に使用される用語としての、「エンボス加工」として記述することはできない。むしろ、本開示は、ＥＤＴテクスチャ加工を行うためにエンボスパターンではなくＥＤＴテクスチャを有するロール１４、１６で、著しく異なる動作パラメータのもとでエンボス加工機を使用することを記載する。減少を伴うこのスライド距離は、ＥＤＴテクスチャ加工に典型的なデブリ生成の減少を説明する。本開示の一態様は、適切な半径を有するロール１４、１６の選択である。より詳細には、本開示と合致する圧延力Ｆ１、Ｆ２の下で３００ｍｍから５００ｍｍの半径を有するロール１４、１６は許容可能な量のクラウンを呈する（ロール１４、１６の側から側の曲げで、ロール１４、１６の面にわたる不均一な転写効率を最小にする）。
【００４７】
前述の開示は、本開示によるＥＤＴ圧延操作を実施するのに適した装置としてエンボス加工機を特定しているが、上記の属性を有する任意の圧延機器、すなわち１００〜４００メートルトンの圧延圧力でシートをＥＤＴ表面のロールに通す能力を含む圧延装置であることを理解されたい。ロールは、少なくとも８０％〜１００％の転写率を与えるように設計されたロールクラウンを備えたその長さに適した直径でなければならない。これらの要求は、典型的には二段圧延装置であるエンボス加工機によって満たされるので、加工機は、本開示によるＥＤＴテクスチャ加工を行うための経済的選択であるが、本開示は、圧延装置のこの構成に限定されない。開示されたもののような装置１０で達成可能なライン速度は約１０〜５００ｍ／分である。これは、典型的なシートミルでは４００〜１５００ｍ／分のライン速度にたとえられる。
【００４８】
図３は、例えば、アルミニウムのシート１１２を処理するための図２の装置１０のような圧延装置１１０を示す。圧延装置１１０は、上部ロール１１４及び下部ロール１１６を有するテクスチャ加工スタンドまたはステーション１１１を有する。シート１１２は、ロール１１４、１１６の間を通過し、そのようにして、第１表面テクスチャ（前の圧延プラクティスから得られる入りのミル仕上げ）を有する第１状態１１２Ｓ１から第２テクスチャ、例えば、全体または部分的にＥＤＴの表面テクスチャを有する第２状態１１２Ｓ２に移される。図２を参照して上述したパラメータは、例えば、シート１１２の表面テクスチャ、表面粗さ、表面外観、降伏強度、材料組成、シート１１２の厚さ、ロール１１４の組成、表面粗さ、表面処理、半径、クラウン、圧延力Ｆ１、Ｆ２、エンボス加工機タイプ、シート駆動、などに関し、図３、４および５を参照して同じまたは同様であると見なすことができる。図３に示すように、コイル１２２上のシート１１２は、例えば、圧延ミルによって以前に製造されていてもよい。圧延ミルは、仕上がり寸法に近いか、仕上がり寸法でシートを製造するための熱間圧延と冷間圧延の両方を含む。１つの代替案では、シート１１２は、ロール１１４、１１６を通過させるためにコイルからほどく前に予め熱処理されている。別の代替案では、シート１１２を、ロール１１４、１１６を通過した後、および／またはコイル１２０に巻かれた後に熱処理してもよい。ロール１１４、１１６はシート１１２によって駆動されるので、シート１１２はロール１１４、１１６を摩擦係合によって同期移動させ、相対スライドを最小にする。ロール１１４、１１６に対するシート１１２のスライドをなくすことにより、ロール１１４、１１６によって与えられるテクスチャのにじみがなくなる。ロール１１４、１１６での力Ｆ１、Ｆ２は、従来のＥＤＴテクスチャ加工アプローチと比較して小さいので、巻取りシステム１１８によってシート１１２を駆動することが可能である。適用される圧延力Ｆ１、Ｆ２により、シート１１２の厚さは最小限の減少、例えば、＜１％となる。実質の減少が、シートの増加長さ／減少厚さに関連するロール１１４、１１６の間のニップ近くで、シート速度の変化を伴うという点で、厚さの減少が最小限であること／厚さの減少がないことは、ＥＤＴテクスチャのにじみを回避する目的と一致する。最小限の減少／減少がないことに伴う低レベルの圧延力は、シートに付与される表面のより正確な制御を可能にする通常の圧延処理よりもはるかに優れた解像度、例えば、５〜１０倍の解像度をもたらす。本開示の一実施形態では、圧延力レベルは、油圧シリンダまたは機械的アクチュエータによって維持されてもよい。圧延力は、ロードセルおよび／または圧力トランスデューサによって測定することができ、力データは、圧延力を調節する油圧または機械的アクチュエータを制御するために使用される。
【００４９】
圧延力は、総圧延力の±０．３〜０．５％の範囲内に維持することができる。別の実施形態では、圧延力は、総圧延力の±０．１％の範囲内に維持される。別の実施形態では、圧延力は、総圧延力の±１〜５トンの範囲内に維持される。
【００５０】
本開示の一態様は、装置１１０でＥＤＴテクスチャを付与するための上述のＥＤＴテクスチャ加工条件下で、最小限の潤滑剤のみを必要とするまたは潤滑油の必要がない、という認識である。これは、シート１１２とロール１１４、１１６との間の相対的なスライドを防止することと一致する。さらに、潤滑剤の存在は、シート１１２とロール１１４、１１６との間の接触を低下させ、転写効率を低下させる。これは、特に、小さい力のレベルで、エンボスロール１１４、１１６によるシート１１２の厚さの減少が非常に小さい／厚さの減少がないという文脈の中の場合に当てはまる。図３は、ウォータージェットのようなワッシャ１２４Ａ、１２４Ｂを備えたプレ洗浄装置１２４を使用して、ロール１１４、１１６を通過する前にシート１１２の片面または両面１１２Ａ、１１２Ｂからデブリおよび余分な潤滑油を除去してもよいことを示す。シート１１２および装置１１０から潤滑剤および汚れをなくすことで、より効果的なテクスチャ加工操作、すなわちＥＤＴテクスチャに対する忠実度および転写率（％）の向上をもたらす。ロール１１４、１１６のテクスチャは、テクスチャ加工の間にロール１１４、１１６上を稼働し、ロール１１４、１１６から除去しなければロール１１４、１１６のテクスチャを詰まらせ、および／またはシート１１２の表面にそれ自身を押し付けることになるデブリを連続的に除去する、バッファ、ワイパーまたはブレードなどのロールクリーナ１３０Ａ、１３０Ｂを有するロールクリーニングシステム１３０によって使用中に維持されてもよい。代替案として、ロールクリーナ１３０Ａ、１３０Ｂは、高圧水スプレーまたはレーザの形態であってもよい。別の代替案では、巻き上げコイル１２０に巻き取る前にシート１１２から汚れおよび潤滑剤を除去するためにロール１１４、１１６を通過した後に、プレ洗浄装置１２４のような後洗浄システムをシート１１２上に使用することができる。
【００５１】
圧延装置１１０は、冷間圧延機と比較して、実装面積が比較的小さいスタンドアロンの単一エンボススタンドであってもよい。場合によっては、圧延装置１１０は、圧延ラインからのシート出力のテクスチャ加工を可能にするか、又はＥＤＴテクスチャ加工なしで高速でローリング／プロセスラインを動かすことができるように、ローリングラインとの関連から選択的に配置されるか、除去しても良いという点から、持ち運び可能／移動可能であってもよい。圧延装置は、必要な圧延容量に適した大きさにすることができ、圧延ラインに直接挿入する必要はない。圧延ラインは高いスループットを有するように設計されているので、ＥＤＴを付与するロールの挿入は既存の圧延ラインを減速させ、生産性を低下させる傾向がある。所与の圧延ラインによって生産されるすべてのシート製品がＥＤＴテクスチャ加工される必要はないので、ローリングラインからのＥＤＴテクスチャ加工を別の装置に分離することは、圧延ミルによって生産された所定の量（サブセット）のシートをテクスチャ加工するオプションを与えル一方で、ローリングラインの生産能力を維持する。状態１１２Ｓ２で装置１１０によって与えられるＥＤＴテクスチャは、例えば、自動車の車体パネルに適した等方性の艶消仕上げを有する。テクスチャ加工は、より少ない力でより少ないデブリでテクスチャ転写を改善して行われ、テクスチャロール１１４、１１６の有効寿命を延ばす。ロール寿命の増加は、ロール変更の減少とダウンタイムの短縮につながる。得られたシート１１２は、より良好で一貫した仕上げを有し、実施されたロールおよびシートの清浄化ステップ、ならびにデブリ生成の減少によりさらに清浄である。
【００５２】
図４は、例えば、アルミニウムのシート２１２を処理するための図２の装置１０のような圧延装置２１０を示す。圧延装置２１０は、上部ロール２１４及び下部ロール２１６を有するテクスチャ加工スタンドまたはステーション２１１を有する。シート２１２は、ロール２１４、２１６の間を通過し、そのようにして、第１表面テクスチャ（前の圧延プラクティスから得られる入りのミル仕上げ）を有する第１状態２１２Ｓ１から第２テクスチャ、例えば、全体または部分的にＥＤＴの表面テクスチャを有する第２状態２１２Ｓ２に移される。次に、シート２１２はコイル２２０上の巻取り装置２１８によって巻かれる。ロール２１４、２１６によるテクスチャ加工の前に、シート２１２は、電気誘導ヒータまたはガスヒータなどの複数のヒータ２５０Ａ、２５０Ｂを含むことができる熱処理ステーション２５０によって熱処理される。場合によっては、冷水スプレー、バスタブ、エアーナイフなどの冷却ステーションおよび／またはレベラー伸張器（図示せず）を熱処理ステーション２５０で使用することができる。図４に示すように、シート２１２は、仕上がり寸法に近いか、仕上がり寸法でシート２１２を製造するため、例えば、圧延ミルによって以前に製造されていてもよい。したがって、シート２１２は、圧延ミルの直接的な製品であってもよく、または製造後にコイル１２０のように、予めコイル状に巻き付けられ、その後、装置２１０による熱処理およびテクスチャ加工のためにほどかれてもよい。熱処理ステーション２５０は、シート２１２の表面から潤滑剤を蒸発させる熱によって、図３のシステム１２４のような前洗浄システムによる潤滑剤の除去の必要性を回避することができる。場合によっては、ロール２１４、２１６によるテクスチャ加工の前に、シート２１２の表面からデブリを除去するために、真空、エアーナイフまたはブラシのような表面クリーナ（図示せず）を利用することができる。
【００５３】
図３のシステム１１０におけるように、ロール２１４、２１６のテクスチャは、ロール２１４、２１６上を稼働し、ロール２１４、２１６から、除去しなければテクスチャを詰まらせ、および／またはシート２１２の表面にそれ自身を押し付けることになるデブリを連続的に除去する、バッファ、ワイパー、ブレード、高圧水スプレーまたはレーザなどのロールクリーナ２３０Ａ、２３０Ｂを有するロールクリーニングシステム２３０によって維持されてもよい。巻取りシステム２１８により巻き上げコイル２２０に巻き取る前にシート２１２から汚れおよび潤滑剤を除去するためにロール２１４、２１６を通過した後に、プレ洗浄装置１２４のような後洗浄システムをシート２１２上に使用することができる。図４に示すプロセスの有効性により、より少ないシート傷みを有するより小さいミル負荷からの改善されたテクスチャ転写を示し、コールドパス、すなわち３〜５％、または８〜１０％の減少でＥＤＴテクスチャを有するロールを利用する冷間圧延を介した最終パスの除去を可能にし得る一貫したシート表面を生産する。
【００５４】
図５は、上部テクスチャロール３１４および下部テクスチャロール３１６を有するテクスチャ加工スタンドまたはステーション３１１を有する圧延装置３１０を示す。シート３１２は、ロール３１４、３１６の間を通過し、そのようにして、第１表面テクスチャ（前の圧延プラクティスから得られる入りのミル仕上げ）を有する先行する状態３１２Ｓ３から第２テクスチャ、例えば、全体または部分的にＥＤＴの表面テクスチャを有する次の状態３１２Ｓ４に移される。次に、シート３１２はコイル３２０上の巻取り装置３１８によって巻かれる。ロール３１４、３１６によるテクスチャ加工の前に、シート３１２は、１つまたは複数の冷間圧延ステーションを含み得る冷間圧延装置３４０において、第１状態３１２Ｓ１から第２状態３１２Ｓ２に、次いで第３の状態３１２Ｓ３に冷間圧延される。例えば、ロール３４２および３４４を有する第１ステーションは、シート３１２に第１減少を実行し、ロール３４６および３４８を有する第２ステーションは、第２減少を実行する。図５において、状態３１２Ｓ１のシート３１２は、例えば、熱間圧延ミルによって予め生産されていてもよい。冷間圧延装置３４０は、冷間圧延中に潤滑剤が使用される可能性が高いことを意味し、本開示と一致して、潤滑剤は前洗浄システム３２４によって除去され得る。図１〜４を参照すると、大直径のＥＤＴテクスチャロール３１４、３１６は、状態３１２Ｓ３で入りシートにＥＤＴテクスチャを付与して、状態３１２Ｓ４でテクスチャ加工シートを生産する。前述のように、テクスチャ加工は潤滑剤がほとんどない／全くない清浄なシート３１２上で低減少／減少無しで行われる。
【００５５】
図３のシステム１１０におけるように、ロール３１４、３１６のテクスチャは、ロール３１４、３１６上を稼働し、ロール３１４、３１６から、除去しなければテクスチャを詰まらせ、および／またはシート３１２の表面にそれ自身を押し付けることになるデブリを連続的に除去する、バッファ、ワイパー、ブレード、高圧水スプレーまたはレーザなどのロールクリーナ３３０Ａ、３３０Ｂを有するロールクリーニングシステム３３０によって維持されてもよい。巻取りシステム３１８により巻き上げコイル３２０に巻き取る前にシート３１２から汚れおよび潤滑剤を除去するためにロール３１４、３１６を通過した後に、プレ洗浄装置３２４のような後洗浄システムをシート３１２上に使用することができる。このアプローチでは、エンボススタンドにおける低減少／減少無しでのテクスチャロール３１４、３１６の使用により、巻取り前の冷間圧延操作の終わりにテクスチャをシートに加えることができる。このアプローチでは、冷間圧延ミルを通過した後にシートを巻き、次に、ＥＤＴテクスチャを適用するために巻いたシートを戻すことを必要としない。ロール３１４および３１６を使用するテクスチャ加工ステーション３１１は、冷間圧延ミルまたはプロセスラインの改造であってもよく、テクスチャ加工ステーションの有無にかかわらず、冷間圧延ラインを動かす事が可能なように持ち運び可能／取り外し可能であってもよい。別の実施形態では、ＥＤＴ圧延スタンドは、ＥＤＴ圧延スタンドの有無にかかわらず圧延ラインを動かすことができるよう、選択的にオン／オフラインとなるかまたは開閉される。
【００５６】
本明細書に記載の実施形態は単なる例示であり、当業者は本発明の趣旨及び請求の範囲から逸脱することなく多くの変形及び変更を行うことができることを理解されたい。そのような変形及び変更はすべて、本開示の範囲内に含まれるものとする。
【図１】
2019502559.tif 000003
【図２】
2019502559.tif 000004
【図３】
2019502559.tif 000005
【図４】
2019502559.tif 000006
【図５】
2019502559.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月30日(2018.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
約１μｍ〜５μｍの範囲でシート上に表面粗さを生じさせる圧延力レベルで、＜１％の減少でＥＤＴ表面を有するロールを備えるロールスタンドにおいて前記シートを圧延するステップを含む、テクスチャを金属シートに付与する方法。
【請求項２】
前記圧延力が、総圧延力２００〜３５０メートルトンの±０．３〜０．５％の範囲内に維持される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記圧延力が、ロードセルまたは圧力トランスデューサよって測定され、前記力データは、前記圧延力を調節する油圧または機械的アクチュエータの少なくとも１つを制御するために使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記シートの表面が、約１〜２μｍの深さに圧延する前記ステップによって再分配され、前記シートが、約１．５ｍ〜約１．８５ｍの幅を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記圧延するステップが、ＥＤＴテクスチャを有する前記ロールである少なくとも１つのロールを備える、二段圧延スタンドによって行われ、ＥＤＴテクスチャを有する前記ロールは、約３００〜５００ｍｍの範囲の直径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記二段圧延スタンドの両方のロールが、ＥＤＴテクスチャ加工されている、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記圧延するステップ後の前記金属シートが、約０．５μｍのカットオフ閾値±Ｓａ／２を用いて２０〜１００ピーク／ｃｍのピークカウントを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記金属シートが、前記圧延スタンドを介して引き出され、ＥＤＴ表面を有する前記ロールを駆動するか、または圧延スタンドを介して駆動され、ＥＤＴ表面を有する前記ロールで圧延する前の前記シートが、約０．０３ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の厚さである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ＥＤＴ表面を有する前記ロールを備える前記圧延スタンドによって圧延される前、前記シートが圧延ミルの生産物である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ＥＤＴ表面を有する前記ロールで圧延する前に、前記シートに潤滑剤を塗布しない、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ＥＤＴ表面を有する前記ロールで圧延する前に前記シートを清浄化するステップと、前記シートを圧延した後にＥＤＴテクスチャを有する前記ロールを清浄化するステップと、をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記圧延するステップの間、前記転写率は約８０〜１００％の範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記圧延するステップの間の前記シートのライン速度が、５０〜５００ｍ／分の範囲内であり、前記ＥＤＴ圧延スタンドが、前記ＥＤＴ圧延スタンドの有無にかかわらず、前記圧延ラインを動かすことができるよう、圧延ラインにおいて、選択的に配置可能である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
ＥＤＴ表面を有する前記ロールで圧延する前または後のいずれかに、前記シートを熱処理するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記圧延するステップによって前記シートにテクスチャを付与した後、前記シートから車両パネルを形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【国際調査報告】
2019502559.tif 000008